吉恩·H·麦考尔博士(Dr.GeneH.McCall)
约翰·H·达拉(JohnH.Darrah)
年“沙漠风暴”行动首次广泛使用了精准制导弹药和低显性飞机,由此将一整套新的*事技术和能力引入战争。但是我们从这场*事行动获得的最宝贵的认知也许是,太空资产能够增强目标识别、损伤评估和有效通信能力,从而显著提高*事效能。
自“沙漠风暴”行动以来,美国投入大量人力和财力,是以改善太空行动能力。具体而言,全球定位系统(GPS)已进入全面*用和民用状态,使导航和武器精准度达到空前的水平。天基红外系统等监视能力研发成功,侦察资产的效能得到提升,全球通信带宽大幅增加。气象卫星提高了我们的预测能力,缩短了灾难警报时间。许多此类计划使民间部门受益,但是更主要的是,这些项目极大提升了美*的专业水平。空*是研发和部署太空资产的主要*种,但陆*和海*也获益匪浅。
作为研发和部署流程的一部分,我们开发了监控太空飞行器的健康、位置和运行状态的各种复杂方法。但是在某种程度上,我们疏忽了在这些太空平台上改进和安装用于预警和识别攻击的传感器的需要。尽管已经有人指出此类传感器的重要性,总体而言,这些建议未能得到重视,许多人总以为这些卫星远离地球且高速飞行,可谓万无一失,何虞之有。
但是,我们决不可以为,美*日益依赖太空资产的趋势能逃过*事上和经济上的潜在敌人的注意,我们分秒都不可存此幻想。眼下世界,无论大国或小国,都已开始研发太空和反太空能力,这些能力大致可分为两类:(1)部署在太空的、可增强相关国家*事能力或推动其经济发展的资产;(2)可以击败或摧毁美国太空资产的技术和装置。第一类资产包括各国研制的监视装置、俄罗斯和中国各自开发的天基导航系统,以及印度和日本等国制造的气象和地球传感装置,统可归类为旨在“提升外国使命能力”的资产。在第二类资产中,俄罗斯和中国大力开发反卫星装置,许多国家也在大功率激光和微波技术领域不断创新;这些技术可用于反制美国太空资产,统可归类为意图“挫败美国使命”的资产。到目前为止,我们还没有看到任何天基直接攻击武器,例如可用于攻击地面目标的携带弹头的导弹,但是我们不应该完全排除今后出现这些武器的可能性。早在年,苏联就开始研制一种称为“部分轨道轰炸系统”(FOBS)的装置。尽管苏联人没有把FOBS系统设计成可以把核武器永久部署在轨道上,但其发射和制导系统完全具有这样的功能。苏联人似乎最终放弃了这个项目,因为精准度不够,而不是因为部署困难。现在由于需要为国际太空站提供服务,因而促成高精度重返大气层技术的开发,该项技术也许有朝一日会用于在太空轨道上部署核武器。就归类而言,我们把这些装置称为“直接攻击”太空资产。第三类资产是“太空碎片”,它们引起公众的广泛注意,但是到目前为止对太空作战行动只有很小的影响。我们将略微扩大对这个领域的论述,把一些危险的物体定义为“被动威胁”;当然,太空碎片属于这一类,但是它还包括失去控制的卫星和火箭等物体。
太空态势感知的必要性
“太空态势感知”(SSA)这个术语在英文构词上虽然有些牵强,但是对于着力倚重太空(即时只是部分依靠太空)来发展本国*事和经济的任何国家而言,它必不可少。SSA既包括获知美国太空资产的位置和运行情况,也包括了解其他国家、尤其是与我们为敌或可能与我们为敌的其他国家太空资产的位置和功能。SSA还在于识别哪些能力用于保护美国资产,哪些能力用于摧毁或瘫痪敌方资产。往往,挫败敌人意图可以和摧毁敌人能力一样有用,而且不会违背条约或给对方提供报复的借口。
但是,我们想提醒说,对太空态势的感知,主要是来自推论和判断。技术与地面情报和以往经验相结合,都可以起到重要作用,有助于理解敌方在太空的意图和状态。无论如何,SSA不是一门精密科学。
追踪“提升外国使命能力”的资产
有时,SSA被定义为了解太空中每个物体的位置和轨道。但是,如下文所述,如果SSA要成为一个有用的*事概念,它必须发挥更大的作用。SSA寻求确定太空中每个物体的位置、功能和目前状态,只是这个期待过高,也许超越了美国的能力。因此,SSA的第一步应该是识别与“提升外国使命能力”相关的物体,并确定其拥有国、能力和状态。
追踪位置和确定功能
SSA中成本最高的部分也许是追踪太空物体并监控其位置。但是,我们必须强调指出,追踪只是支援态势感知。SSA行动的主要目的是确定太空物体的能力及其拥有国的意图。
追踪所有太空物体的主要方法是使用雷达,但是到目前为止,雷达未能提供所有太空物体的精确位置和轨道信息。即使能有完美的雷达信息,这种追踪方法并不能提供关于被探测卫星的功能数据。通常,我们追踪卫星从发射到进入最终轨道的全过程,并结合来自其他情报来源的数据进行相关分析,从中推断卫星的功能。目前看来,可能的敌方尚未试图部署隐形卫星等雷达规避技术,但是,鉴于比如说俄罗斯和中国正在大力开发隐形飞机技术,我们可以预期此类技术今后也将在太空出现。美国越来越多地使用波长较短的雷达系统,使得隐形技术在太空出现的可能性更大。因此,美国应该开发不依赖雷达的追踪方法,例如激光和相干红外传感器。我们可以用星载GPS传感器取代雷达,并将GPS位置包括在通常下载的卫星健康和运行状态信息中。
没有任何一种追踪方法能够提供完整的卫星功能信息,即使我们使用上文所述的推论方法,也是如此。从卫星影像可以获得额外的数据,此类影像可以显示与某些已知装置和功能相关的天线及传感器。美国*事实验室研究光学成像方法已有几十年,应该继续这项研究,开发太空分辨率为一厘米或更精细的成像技术。红外成像可以提供额外信息,但是如上所述,还是需要推论。我们可以在可疑卫星附近部署一颗传感卫星,从而很有可能直接获得该卫星的结构和功能信息。传感卫星可以拍摄目标卫星表面的照片,监控其飞行姿态和轨道变更,并观测其电粒子发射活动,其中可能包括射频功率、从远红外到X射线的光能,以及中子、质子、电子和其他原子粒子及亚原子粒子。一般而言,由于大气衰减,无法从地面观测粒子流的发射,除非其强度很高。我们甚至可以想象在目标卫星的两边各部署一颗卫星,其中一颗放出可穿透目标卫星结构体的X射线或中性粒子或带电粒子,另一颗则拍摄这些X射线,形成目标卫星内部的照片。我们也可以利用微波成像,避免损坏目标卫星。
有挑衅意味?也许是。但是,太空物体之间似乎没有领土距离限制。我们可以把它们视为有价值的财产,倘若传感卫星对其造成任何损坏,可考虑向其拥有国做出赔偿。与获得的关于敌方在太空意图的详细信息相比,此类赔偿只是很小的代价。此外,比如说,如果卫星里面有大规模杀伤武器(例如,核装置),我们可以采用主动方法摧毁它。若是化学或生物武器,传感卫星可以从目标卫星的表面取样,在传感卫星上分析,或者把它送回地面——就像以前把摄影胶卷筒送回地面一样。花费大?是的,但是,如果让敌方在太空占上风,最终代价会更大。
监控通信
对外国通信能力和运行情况的监控是SSA的一个重要方面。对任何一颗卫星的最起码的信息,都应该包括该卫星的通信历史报告。需要了解的基本信息包括:此卫星发射的粒子流是否来自其通信系统?发射频繁程度如何?与谁通信?通信源是什么或在哪里?卫星是否既接收又发送?完成一个通信对话之后卫星状态有无改变?能否确定通信的性质或细节?也可能会有其他相关的问题,但是通信状态始终是关于该卫星用途和功能的有用的信息来源。这类数据大部分可从地面或机载传感器获得,但是后者在细节或精确度方面比不上在目标卫星同轨道或邻近轨道上部署的传感卫星。
地球同步轨道
地球同步轨道亦称为对地静止轨道,指在赤道上空环绕地球的轨道,其半径为42,公里或高度为35,公里(22,英里),它提供了观测“提升外国使命能力”资产的一个特殊环境。这个轨道上的卫星在任何时候都始终位于地球表面同一地点的上空,卫星的轨道周期等于地球的自转周期,即23小时56分4秒。我们已经知道这个轨道上至少有四颗中国北斗二号卫星导航系统的卫星,此外还有若干国家使用的许多通信和观测卫星。地球同步轨道包括大约颗卫星,但是并非所有的卫星都在正常运行或发挥作用。有些卫星已经耗尽保持在轨飞行所需的燃料,还有一些卫星则有系统故障。尽管如此,由于很可能存在对美国利益不怀好意的*事应用,这些卫星值得我们仔细和频繁观测。
前不久,时任美国空*太空司令部司令官威廉·谢尔顿将*宣布将启动对地球同步卫星太空感知计划(GSSAP),将在地球同步轨道上部署一颗传感卫星,该卫星能接近目标卫星并观测其运行。这个项目无疑是向着正确的方向上迈出了一步,可改善美*对“提升外国使命能力”资产的了解。最终,此类传感卫星应该追踪所有的外国卫星,但是首先在对地静止轨道进行部署是合乎逻辑的第一步,因为GSSAP计划将能接触到将近颗卫星,相对而言,许多低地轨道,甚至莫尼亚轨道上只有一颗或几颗卫星。因此,GSSAP卫星的情报收集能力将是向单一低地轨道或中高度轨道部署同类卫星的几乎倍。毫无疑问,空*及其承包商很清楚,GSSAP卫星必须具备前所未有的推进精确度和定位精确度。万一发生碰撞,将导致严重的*治和经济问题;此外,碰撞可能产生碎片,污染一大段地球同步轨道。自不必说,操控作业将在科罗拉多州施里弗空*基地的卫星控制中心造成高度紧张压力。对于卫星相对稀少的轨道,需要采用新的技术和方法,下文将论述这个问题。
低地轨道和伴飞卫星
在低地轨道维持有效的SSA,有其特殊困难。低地轨道上有侦察、地球观测和移动通信卫星等重要的资产。莫尼亚轨道等高椭圆轨道的近地点往往也在这个范围内。因此,在大约公里至2,公里的高度内,可能会有SSA计划应予